شبكة الحزم المتكاملة في الاتصالات Integrated Packet Network

يتم دعم الخدمات في الوقت الفعلي لمستخدمي الأجهزة المحمولة في شبكة حزم الخدمات المتكاملة حيث في البنى القائمة حالياً، تعتمد ضمانات الخدمة المقدمة إلى المضيفين المتنقلين على التنقل أي أنّ مضيفي الهاتف المحمول يواجهون تباينًا كبيرًا في جودة الخدمة، وغالبًا ما يعطل الخدمة عندما ينتقل المضيفون من موقع إلى آخر، كما يتدهور أداء الشبكة بشكل كبير عندما يتم تزويد المضيفين المتنقلين بضمانات خدمة مستقلة عن التنقل.

أساسيات شبكة الحزم المتكاملة Integrated Packet Network

يتيح دمج البيانات والصوت والفيديو في الشبكة للبائعين لتقديم ميزات جديدة، حيث يتيح نموذج شبكة الاتصالات الموحدة وظائف توجيه المكالمات والتحكم والتطبيق الموزعة بناءً على معايير الصناعة، كما يمكن للشركات مزج ومطابقة المعدات من بائعين متعددين ونشر هذه الأنظمة جغرافيًا حيثما دعت الحاجة.

تتمثل إحدى وسائل إنشاء شبكة متكاملة في استبدال جذوع ربط الصوت الخاصة بـ (PBXs) بوصلات (IP) عن طريق توصيل (PBXs) بأجهزة التوجيه التي تدعم الصوت، كما تقوم أجهزة التوجيه التي تدعم الصوت بتحويل حركة المرور الصوتية إلى حزم (IP) وتوجيهها عبر شبكات بيانات (IP)، وهذا التنفيذ يسمى (VoIP).

يمكن الوصول إلى بيانات المستشعر من مجموعة من مستشعرات الحركة ومستشعر نهاية تم نشره في وحدة حية لفترة زمنية أولى، كما يمكن تحديد نمط نشاط للفترة الزمنية الأولى بناءً على جزء على الأقل من بيانات المستشعر المرتبط بالفترة الزمنية الأولى، وقد يمثل نمط النشاط حالة معرفية لشخص مقيم في وحدة معينة.

كما يمكن الوصول إلى بيانات المستشعر الإضافية من مستشعرات الحركة للبيانات خلال فترة زمنية ثانية ويمكن إجراء تحديد ما إذا كان، قد حدث انحراف في نمط النشاط للفترة الزمنية الأولى للفترة الزمنية الثانية وقد يتم إنشاء تنبيه بناءً على تحديد حدوث الاشتقاق، وكما يتم تسجيل ملاحظات المستخدم حول أهمية التنبيهات ويتم تخصيص طريقة التنبيه بناءً على هذه التعليقات.

• “PBX” هي اختصار لـ “private branch exchange”.

• “IP” هي اختصار لـ “internet Protocol”.

• “VoIP” هي اختصار لـ “Voice Over internet Protocol”.

مبدأ شبكة الحزم المتكاملة Integrated Packet Network

يجوز للمشغل استخدام شبكة الاستشعار المتكاملة باستخدام جهاز المشغل ويمكن استخدام شبكة الاستشعار المتكاملة، كما قد يكون جهاز المشغل موجودًا في منطقة معينة خارج منطقة وقد يستخدم المشغل جهاز المشغل كجهاز مستقل لاستخدام شبكة الاستشعار المتكاملة، أو قد يستخدم جهاز المشغل بالاشتراك مع جهاز المزود المتوفر عبر الشبكة.

قد يكون جهاز المشغل في علاقة عميل وخادم بجهاز الموفر أو علاقة نظير إلى نظير بجهاز الموفر أو في نوع مختلف من العلاقة مع جهاز الموفر، كما أنّ العميل قد تتضمن العلاقة الخادم عميلًا رفيعًا على جهاز المشغل وقد تتضمن العلاقة بين العميل والخادم عميلًا كثيفًا على جهاز المشغل، وتتضمن الشبكة التي قد يتواصل عبرها جهاز المشغل وجهاز المزود، وعلى سبيل المثال:

• شبكة اتصالات المحمول (GSM).

• شبكة الوصول المتعدد بتقسيم الكود (CDMA).

• مشروع شراكة الجيل الثالث (3GPP).

• شبكة بروتوكول الإنترنت (IP).

• شبكة بروتوكول التطبيقات اللاسلكية (WAP).

• شبكة (Wi-Fi).

• شبكة معايير (IEEE 802.11).

ملاحظة:“WAP” هي اختصار لـ “Wireless Application Protocol” و”3GPP” هي اختصار لـ “Third Generation Partnership Project”.

ملاحظة: “GSM” هي اختصار لـ “Third Generation Partnership Project” و”CDMA” هي اختصار لـ “Code-Division Multiple Access”.

كيفية عمل شبكة الحزم المتكاملة Integrated Packet Network

يمكن استخدام الشبكات السلكية واللاسلكية الأخرى التقليدية ويكون الجهاز المزود جهازًا منفردًاوقد يشتمل الجهاز المزود على أنظمة كمبيوتر متعددة، وعلى سبيل المثال قد يشتمل جهاز المزود على عدة أنظمة كمبيوتر في تكوين الحوسبة السحابية، ويتم توفير طريقة تحسين القدرة التفاعلية لشبكات النقل والتوزيع المتكاملة المتعلقة بمجال التشغيل وتكنولوجيا التحكم في نظام الطاقة الكهربائية، كما تتضمن طريقة تحسين القدرة التفاعلية:

• إنشاء نموذج تحسين القدرة التفاعلية لشبكة النقل والتوزيع التي تتكون من شبكة نقل ومجموعة من شبكات التوزيع، حيث يشتمل نموذج تحسين القدرة التفاعلية على وظيفة موضوعية ومجموعة من القيود.

• إجراء استرخاء مخروطي من الدرجة الثانية على قيد غير محدب لمجموعة قيود شبكة التوزيع لتعدد القيود.

• حل نموذج تحسين القدرة التفاعلية باستخدام طريقة تحلل (Benders) المعممة للتحكم في كل مولد في شبكة النقل وكل مولد في تعدد شبكات التوزيع.

مع التكامل الهائل لموارد الطاقة المتجددة الموزعة مثل الرياح والطاقة الكهروضوئية تطورت شبكات التوزيع التقليدية كشبكات توزيع نشطة، حيث في شبكة التوزيع النشطة يتم دمج موارد الطاقة المتجددة الموزعة على نطاق واسع بحيث يتغير إنتاج الطاقة الكهربائية بسرعة وبشكل عشوائي بمرور الوقت.

عيوب شبكة الحزم المتكاملة Integrated Packet Network

تقليدياً يتم تحسين شبكة النقل وشبكة التوزيع بشكل مستقل، حيث تكون شبكة التوزيع مساوية لعقدة تحميل في شبكة النقل وتكون شبكة النقل مساوية لعقدة توازن مولد كهربائي في شبكة التوزيع، ومع ذلك في شبكة التوزيع النشطة من غير المواتي أن:

• تؤدي موارد الطاقة المتجددة الموزعة الضخمة إلى عشوائية قوية لشبكة التوزيع وهناك اقتران وثيق بين شبكة التوزيع وشبكة النقل، بحيث سيؤدي وضع التحكم في القدرة التفاعلية المستقلة إلى فقد قدر كبير من فقدان عدم تطابق القدرة عند حدود شبكة النقل والتوزيع.

• نظرًا لوجود تكامل هائل لموارد الطاقة المتجددة الموزعة في شبكة التوزيع، فستكون هناك مشكلة مثل الجهد الزائد في عقدة حقن الطاقة، وتحتاج شبكة التوزيع إلى التعاون مع شبكة النقل للتخلص من الجهد الزائد.

• بالنسبة لشبكة النقل والتوزيع هناك نقص في التنسيق بين شبكة النقل وشبكة التوزيع وهو أمر غير قادر على ضمان الهدف الاقتصادي الأمثل لشبكة النقل والتوزيع.

يتم توفير طريقة تحسين القدرة التفاعلية بما في ذلك إنشاء نموذج تحسين القدرة التفاعلية لشبكة متكاملة تتكون من شبكة نقل، ومجموعة من شبكات التوزيع القائمة على أول قوة نشطة ناتج مولد في كل عقدة في شبكة النقل، التي تم الحصول عليها من جدول إرسال لمشغل شبكة النقل، وهو أول حمل عند كل عقدة في شبكة النقل تم الحصول عليه من نظام تنبؤ بالحمل لشبكة النقل.

وكذلك مخرج طاقة نشط ثانٍ من a مولد في كل عقدة في تعدد شبكات التوزيع المكتسبة من جدول إرسال لكل مشغل شبكة توزيع وحمل ثانٍ، في كل عقدة في تعدد شبكات التوزيع المكتسبة من نظام التنبؤ بالحمل لكل شبكة توزيع، حيث يتم تحسين الطاقة التفاعلية يتضمن النموذج وظيفة موضوعية ومجموعة من القيود.

كما تشمل تعدد القيود تعدد قيود شبكة النقل ، وتعدد قيود شبكة التوزيع والقيود الحدودية بين شبكة الإرسال وتعدد شبكات التوزيع، وإجراء استرخاء مخروطي من الدرجة الثانية على قيد غير محدب لتعدد قيود شبكة التوزيع، وحل نموذج تحسين الطاقة التفاعلية للحصول على أول خرج طاقة تفاعلي للمولد في كل عقدة في شبكة النقل، وناتج طاقة تفاعلي ثاني للمولد في كل عقدة في تعدد شبكات التوزيع.

وذلك للتحكم في كل مولد في شبكة النقل وكل مولد في تعدد شبكات التوزيع وفقًا لإخراج الطاقة التفاعلية الأول للمولد في كل عقدة في شبكة النقل، وناتج الطاقة التفاعلية الثاني للمولد في كل عقدة في تعدد شبكات التوزيع وذلك تحسين شبكة النقل والتوزيع.